Выбор по API
Вместе с классификацией масла по SAE, характеризующей его вязкость, API определяет его применимость к конкретному мотору. Что такое собственно API и какие есть еще классификации, можно прочесть здесь.
Для большинства современных бензиновых моторов предусмотрено использование масла группы качества SL, если двигатель выпуска до 2004 года или SM, если после. Кое-где, если год выпуска до 2001 года, разрешено масло группы SJ.
Справочники говорят следующее:
«SJ – Масла для двигателей, выпускающихся в 1996-2001 гг. Содержат меньшее количество экологически вредных примесей, чем масла группы SH, обладают энергосберегающими свойствами.
SL – Масла для двигателей, выпускаемых с 2001 г. Обладают существенно улучшенными моющими, антиокислительными, противоизносными и энергосберегающими свойствами, пониженной летучестью и хорошей совместимостью с нейтрализаторами ОГ.
SM – Масла для двигателей, выпускаемых с 2004 г. Масла данной категории соответствуют повышенным требованиям производителей двигателей нового поколения. Заменяют масла групп SJ и SL».
Имеется новое масло SN, но о нем пока информации мало. Ясно, что масла группы SN на сегодняшний день можно считать наилучшими. И они способны заменить все, что выпускалось раньше. То есть, если в инструкции к автомобилю разрешено масло SJ, то ему годится и SN.
Для сравнения выбраны наиболее распространенные и востребованные группы SL и SM
Итак, что бы хотелось иметь от идеального масла? Во-первых, оно должно идеально и оптимально при этом смазывать детали, причем на всех режимах работы двигателя. Значит – максимально уменьшать трение, тем самым увеличивая мощность и снижая расход топлива. Во-вторых, минимизировать износы, продляя тем самым жизнь мотора. В-третьих, служить как можно дольше, уменьшая затраты на его замену. В-четвертых, уменьшить экологический вред от мотора, в цивилизованном мире этот момент считается очень важным.
Хорошо иметь некую гармонию в соотношении «цена-качество».
СТАРЕНИЕ МАСЛА
Причин и факторов старения масла несколько. Масло — это сложная комбинация углеводородных соединений, с разными добавками и включениями, называемыми пакетом присадок. В камере сгорания оставшаяся после перемещения поршня к нижней мертвой точке масляная пленка принимает на себя всю мощь теплового потока, что постепенно изменяют структуру и состав масла. Ведь выгорает только малая часть этой пленки, а остальная, перегретая, с улетучившимися легкими углеводородами, окисленная контактом с кислородом при высокой температуре, смывается в поддон двигателя. За цикл этого видоизмененного масла немного – толщины пленок микронные, но циклов очень много. В подшипниках нет такого нагрева, максимум, градусов до 180, но давления очень высоки, доходят до 30…40 МПа. Это также приводит к изменению свойств масла. Кроме того, в масляном поддоне оно контактирует с картерными газами, горячими и агрессивными.
Масло должно мыть двигатель – оно его и моет, но при этом насыщается загрязнениями, и механическими, и органическими. Часть их сядет в масляном фильтре, но что-то останется в объеме масла. И, к тому же, при этом срабатываются моющие компоненты, важная часть пакета присадок.
Для современных «синтетик» ресурсы заявлены большие – 20…30 тыс. километров пробега.
Испытания на состаренном моторе
Чем больше масла подается в цилиндры, тем быстрее оно стареет. Толще масляные пленки на стенках цилиндра – значит, большее количество масла за каждый цикл испытывает тепловое воздействие. И объем его в картере постоянно убывает – из-за большого угара. Повысившееся давление картерных газов и их более высокая температура также увеличивает темп окисления масла. И резко увеличивающееся количество отложений в старом моторе требует большего количества — моющих присадок.
Поэтому логично ускорить испытания масла на искусственно состаренном моторе. Для испытаний собрали специальный двигатель, с нормальными зазорами по подшипникам и с резко увеличенными по цилиндропоршневой группе.
SL, SM
Для испытаний выбраны современные «синтетики», одинаковые по SAE, 5W40.
А теперь попробуем поискать разные масла по классификации API. Было бы правильно, если бы все масла были одного бренда, но разных групп по API. Но так, увы, не бывает – масло более высокого качества у всех фирм просто вытесняет предшественника. Поэтому придется выбирать из того, что есть. Но, для повышения достоверности результатов, в каждую группу сравнения включено по два масла.
Первый образец — масло Esso Ultron (1100 рублей за канистру), которое имеет переходный класс качества SJ/SL. Второй — масло BP Visco 5000 (1070 рублей за канистру). Из семейства SM — французский Motul X-Clean 8100 (2810 рублей за канистру). В качестве пары к нему взяли совсем новое голландское масло NGN Gold (1030 рублей за канистру).
После каждого цикла испытаний моторы разбирали, обмеряли, взвешивали детали, чтобы определить износы и степень загрязненности.
После чего провели испытания на моторе, собранном с учетом всех требований по зазорам, практически, новом, неизношенном, и качественно обкатанном. На нем прогнали стандартные циклы испытаний последовательно сначала для всех свежих масел, потом – для «убитых» ресурсным циклом. И уже тут измерили и мощность, и расход топлива, и экологические параметры.
Первый цикл испытаний – на свежих маслах, особой разницы в реакции мотора на группу по API не выявил – все осталось в пределах погрешности замеров.
А второй цикл, на поработавших маслах, все расставил по своим местам. Синтетические масла группы SL резко снизили свои характеристики по сравнению со своими свежими образцами, тогда так у Motul и NGN Gold снижение наблюдалось в существенно меньшей степени. Разница между маслами разных категорий уже была куда более заметной – до 6…7% по расходу топлива, до 10% по токсичности, и 2…4% по мощности между группами «Esso-Visco» и «Motul-NGN». Причем больше других мотор отреагировал на старение масла BP Visco.
Результаты испытаний сведены в таблицу:
Так меняется рабочая высокотемпературная кинематическая вязкость масел различных групп по API. Сначала – снижение, это идет деструкция загущающих присадок. А потом – рост. Это следствие разложения и изменения свойств базового масла. Чем меньше выражен этот процесс, тем больше ресурс масла.
По вязкости все масла четко соответствуют диапазону, предписанному классом SAE 5W40. Индексы вязкости очень высокие, характерные для хороших «синтетик» («индекс вязкости» — это параметр, косвенно отвечающий за холодный пуск двигателя).
Посмотрите на содержание активных элементов. Это прямая характеристика пакета присадок. Здесь бросается в глаза то, что их концентрации в исходных маслах, что группы SL, что SM, очень близки. Действительно, абсолютное большинство производителей, используют практически одни и те же пакеты присадок – их производителей в мире немного. Но основа у всех масел разная, и разница цифр.
Содержание серы. Соединения серы, сильно бьют по катализаторам. Она присутствует в масле всегда — и из базовой нефти, и в состав антизадирных и противоизносных присадок входит. Масло Motul X-Clean оказалось лидером по чистоте масла от серы, а NGN Gold – «лидером» с другого конца. Но каких-либо нормативных ограничений по этому параметру нет, а опыт подсказывает, что у большинства масел он выше 0.5…0.6% содержания серы.
Щелочное число. У всех масел оно достаточно высокое – это признак моющей способности. Но масла SM, и Motul X-Clean, и NGN Gold, оно ниже. Более стабильная основа масел SM требует меньше моющих присадок для поддержания требуемой чистоты двигателя, а лишняя щелочь в масле вредна – она повышает коррозионную активность и снижает срок службы присадок.
Анализ данных, полученных по отработанным маслам, подтвердил – действительно, масла группы SM, более стабильны. А это значит – и срок службы их больше.
Вернемся к данным моторных испытаний. Все подтверждается результатами по «физхимии». Действительно, Motul X-Clean и NGN Gold и дали больший энергосберегающий эффект дали – двигатель, пусть и немного, но стал экономичнее, немного – мощнее, причем этот эффект сохраняется и даже нарастает по мере параллельной наработки. Но главное в том, что отложений в самом моторе, и в масляном поддоне, и на клапанном механизме, и на поршнях (а это – самое важное), эти масла дали заметно меньше. И износы деталей тоже меньше, причем значительно. И это снова подтверждается «физхимией» — смотрите содержание продуктов износа.
СТОИТ ЛИ ПЛАТИТЬ ЛИШНЕЕ? Итак, итог. Нужно ли переплачивать за современные масла SM? Тем, у кого в инструкции стоит прямое указание на масла SM, этот вопрос имеет однозначный ответ. У остальных есть выбор.
Конечно, масла класса SL – тоже высококачественные, но SM реально имеют определенные «плюсы». Это и лучшая защита мотора от износов, и меньший уровень отложений в моторе, и более длительный срок службы.
Конкретная цифра, через какой пробег надо менять масла одного и другого класса — сугубо индивидуальный параметр, который зависит и от марки двигателя, и от его технического состояния, и качества используемого топлива, и от стиля езды. Но по оценкам – хорошие масла группы SM дадут маслам SL процентов 30…40 форы по ресурсу.
Вскрытие двигателя и взвешивание деталей после испытаний каждого масла позволило оценить их защитные способности. Масла группы SM действительно более эффективно уменьшают износ – это подтвердил наш эксперимент
Табл.1 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОБ МОТОРНЫХ МАСЕЛ
| № | Параметр масла | Группа SL | Группа SM | ||
|---|---|---|---|---|---|
| NGN Gold 5W40 | Motul X-Clean 5W40 | Esso Ultron 5W40 | BP Visco 5W40 | ||
| Общие физико-химические параметры | |||||
| 1 | Кинематическая вязкость при 40° С, сСт | 81,0/94,35 | 84,18/106,73 | 84,36/99,51 | 80,08/96,46 |
| 2 | Кинематическая вязкость при 100° С, сСт | 14,06/15,56 | 13,06/16,99 | 14,65/15,84 | 13,77/14,36 |
| 3 | Кинематическая вязкость при 150° С, сСт | 6,24/6,79 | 5,85/6,97 | 6,06/6,62 | 5,79/6,45 |
| 4 | Индекс вязкости | 180/176 | 156/174 | 196/182 | 170/154 |
| 5 | Условная температура проворачиваемости кол.вала, Т5000, град.С (расчетная) | -24/-21 | -19/-20 | -26/-21 | -23/-21 |
| 6 | Щелочное число, мг КОН/г | 11,5/10,1 | 9,8/8,2 | 8,4/7,7 | 8,0/7,2 |
| 7 | Общее кислотное число, мг КОН/г | 1,82/2,73 | 1,90/2,77 | 1,91/2,30 | 1,21/2,23 |
| 8 | Температура вспышки в открытом тигле, град. С | 236/238 | 223/225 | 227/228 | 232/234 |
| Содержание активных элементов в начальной пробе масла | |||||
| 9 | Содержание серы, % | 0,32 | 0,27 | 0,42 | 0,20 |
| 10 | Массовая доля фосфора, % масс. | 0,12 | 0,15 | 0,16 | 0,12 |
| 11 | Массовая доля кальция, % масс. | 0,32 | 0,38 | 0,45 | 0,23 |
| 12 | Массовая доля цинка, % масс. | 0,18 | 0,16 | 0,19 | 0,13 |
| Содержание продуктов износа по окончании цикла испытаний | |||||
| 13 | Содержание железа, ррм | 15,5 | 12,0 | 3,5 | 4,5 |
| 14 | Содержание алюминия, ррм | 214,2 | 184,3 | 48,9 | 55,6 |
| 15 | Содержание хрома, ррм | 7,2 | 9,8 | 4,5 | 5,2 |
В числителе показатели, определенные в начальных пробах масла после первого цикла испытаний (через 6 моточасов), в знаменателе – в итоговых пробах (через 120 моточасов)
УСРЕДНЕННЫЕ МОТОРНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДВИГАТЕЛЯ, ПОЛУЧЕННЫЕ ПРИ РАБОТЕ НА РАЗЛИЧНЫХ МОТОРНЫХ МАСЛАХ
| Группа по API | Изменение показателей двигателя при работе на моторном масле … (относительно параметров, полученных на масле Esso Ultron) | Моторные показатели | Содержание токсических компонент | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Мощность, % | Расход топлива, % | По СО,% | По СН, % | По NOx, % | ||
| SL | BP Visco | 0.30/ -1,49 | 1.17/ -4.05 | -3.63/-2.19 | —2.89/ -5,02 | —1.11/-0.53 |
| SM | NGN Gold | 0.55/ 2.45 | 1.67/5.98 | —3.63/ 5.56 | —1.44/ 9.56 | 1.22/3.91 |
| SM | Motul X-Clean | 0.28/ 2.65 | 1.54/6.35 | —1.43/ 6.35 | 0.31/ 10.60 | —2.38/0.43 |
В числителе показатели, определенные для свежего масла, в знаменателе – для итоговых проб масла (через 120 моточасов)
Красным выделено ухудшение показателей, зеленым- улучшение, синим – изменение в пределах погрешности измерений.
Масса отложений на контрольных весовых элементах по окончании цикла испытаний
| Масса отложений на контрольных весовых элементах, мг, по окончании цикла испытаний | API SL | API SM | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Esso Ultron 5W40 | BP Visco 5W40 | NGN Gold 5W40 | Motul X-Clean 5W40 | ||
| В клапанной крышке | 58 | 46 | 24 | 21 | |
| В масляном поддоне | 64 | 52 | 28 | 31 | |
Отложения на боковой поверхности поршня – самые опасные! Они могут привести к залеганию колец – а отсюда и потере компрессии, и перегревам поршня. Вот примерно такие отложения дают полностью убитые минеральные масла.
А такие – масла группы SL…
А такие – группы SM. Разница заметна
Отложения в картере двигателя после масел группы SL тоже есть, их присутствие неизбежно
Так выглядит тот же картер после масла группы SM
На клапанных механизмах разница не так заметна, но она тоже есть.. Это после масла группы SL
Выбираем моторное масло согласно спецификации API
Чтобы сделать правильный подбор моторного масла, необходимо уметь верно расшифровывать маркировку на упаковке. Неправильный подбор смазочных материалов и длительная эксплуатация на моторном масле, которое не подходит вашему двигателю, может привести к его поломке!
Среди классификаций моторных масел одна из самых распространённых и общепринятых — спецификация API — American Petrolium Institute (Американский Нефтяной Институт). По данной спецификации проходит более 80% товаров, представленных на рынке моторных масел. На упаковках спецификация API маркируется так: API SN, API CF и т.д.
Традиционно принято делить на две больших категории:
S — моторные масла для двигателей, где в качестве топлива используется бензин;
C — моторные масла для дизельных двигателей.
В настоящее время так же выведена категория ЕС (энергосберегающие масла нового поколения).
Масла, соответствующие требованиям действующих категорий качества и прошедшие официальные испытания API — SAE, имеют на своих этикетках графический круглый знак (donut mark) — «API символ обслуживания» (API Service Symbol), в котором указаны степень вязкости (по классификации SAE), категория качества и назначения по API и возможная степень энергосбережения (ЕС).
Моторное масло спецификации S (бензиновые двигатели)
SP — вступил в действие с 1 мая 2020 года. Ресурсосберегающие масла, позволят автомобилям соответствовать стандартам экономии топлива. Обеспечат более надежную защиту турбокомпрессора для использования в современных и будущих двигателях, включая двигатели, предназначенные для работы на этанолосодержащем топливе до E85. Масла разработаны для обеспечения защиты от низкоскоростного предварительного зажигания, явления, характерного для бензиновых двигателей с турбонаддувом и прямым впрыском (GDI).
SN Plus — утвержден в 1 мая 2018 года, включает все преимущества API SN, но дополнен защитой от преждевременного воспламенения смеси при низких оборотах.
SN — утвержден 1 октября 2010 года. Современный класс автомасел, отвечающий высоким экологическим требованиям, обладает хорошими эксплуатационными характеристиками, которые способствуют защите двигателя. API SN имеет одно существенное отличие от масел предыдущего поколения: в составе уменьшено процентное содержание фосфора и увеличены свойства, помогающие существенно сократить топливный расход. Основное отличие API SN от предыдущих классификаций API в ограничении содержания фосфора для совместимости с современными системами нейтрализации выхлопных газов, а также комплексное энергосбережение.
SM — утвержден 30 ноября 2004 года. Моторные масла для современных бензиновых (многоклапанных, турбированных) двигателей. По сравнению с классом SL моторные масла, соответствующие требованиям API SM должны обладать более высокими показателями защиты от окисления и преждевременного износа деталей двигателя. Кроме того, повышены стандарты относительно свойств масла при низких температурах. Моторные масла этого класса могут быть сертифицированы по классу энергосбережения ILSAC. Моторные масла, соответствующие требованиям API SM могут применяться в случаях, когда производителем автомобиля рекомендуется класс SL или более ранние.
SL — предназначается для использования в двигателях, выпущенных в соответствии с требованиями по экологичности 2000 года. Обладает улучшенными свойствами, а также способно сокращать расход топлива. В соответствии с требованиями производителей автомобилей, автомасла этого класса применяются в многоклапанных, турбированных моторах, работающих на обеднённых смесях топлива, соответствующих современным повышенным требованиям по экологии, а также энергосбережению. Автомасла, соответствующие требованиям API SL могут использоваться в случаях, когда автопроизводителем рекомендуется класс SJ или более ранние.
SJ — масло этого класса является действующим и по сегодняшний день. Впервые было сертифицировано в 95-м году. Предназначается для обслуживания легковых, небольших грузовых автомобилей, а также микроавтобусов. Улучшенные свойства, помогающие защитить двигатель от коррозии, окисления, износа. Может заменять смазки предыдущих классов.
SH — данный класс был сертифицирован и является формально действующим с 1993 года. Состав с улучшенными эксплуатационными характеристиками, способен защитить двигатель от окисления металлических деталей, образованию скоплений продуктов сгорания на внутренних стенках силового агрегата; содержит набор присадок, способствующих долгой работе автомобиля. Может заменять предыдущие классы. На сегодняшний день используется по рекомендации производителя.
SG — класс был действующим с 1988 по 1995 год, смазочные жидкости этой категории применялись в двигателях, которые в качестве топлива использовали неэтилированный бензин; в составе присутствуют присадки, защищающие металлические детали двигателя от коррозии.
SF — улучшенные характеристики масла SE — защита от износа, окисления и образованию нагара. Применялось в автомобилях 1981-1989 годов.
SE — относительно высокий уровень защиты двигателя от негативных воздействий продуктов окисления и нагара, может служить заменой предыдущим классам. Применялось в автомобилях с 1971 по 1980 год выпуска.
SD — обладает улучшенными свойствами предыдущего класса, применялось для смазки некоторых легковых и грузовых автомобилей с 1968 по 1971 год выпуска. На сегодняшний день используется только при наличии рекомендации производителя автомобиля.
SC — использовалось в двигателях легковых и небольших грузовых автомобилей, выпущенных в период с 1964 по 1967 год. Низкий уровень антикоррозийных и противокислотных свойств, защищает внутренние части силового агрегата от оседания на стенках продуктов сгорания.
SB — масло, применявшиеся в автомобилях тридцатых годов. Применяется только в случае рекомендации производителя автомобиля.
SA — самый старый класс моторных масел. Применяется, только в случае, когда производитель автомобиля сам рекомендовал данную классификацию.
Моторное масло спецификации C (дизельные двигатели)
Классы CA, CB, CC, CD и CE (и их модификации) на сегодняшний день считаются устаревшими, и могут быть применены только при наличии рекомендации производителя автомобиля.
CK-4 (PC-11A) — был введён в 2016 году. Описывает масла для использования в высокоскоростных четырехтактных дизельных двигателях, соответствующих стандартам снижения токсичности выброса 2017 года на грузовых автомобилях и внедорожной технике, а также для предыдущих моделей дизельных двигателей. Эти масла разработаны для использования с дизельным топливом, с низким содержанием серы (0,0015% — 0,05% по весу). Содержание серы в топливе может повлиять на долговечность выхлопной системы доочистки и/или интервал замены масла. Рекомендованы для двигателей, оборудованных дизельными сажевыми фильтрами (DPF) и другими системами обработки выхлопных газов. Совместимо со всеми предыдущими допусками.
FA-4 (PC-11B) — был введен 1 декабря 2016. Моторное масла данного класса отвечает самым высоким требованиям по содержанию зольных соединений для новейших высокооборотистых, тяжело нагруженных дизельных двигателей грузовых автомобилей и внедорожной техники 2017 года выпуска и позднее. Масла класса FA-4 являются маловязкими, что ведет к более высокой экономии топлива. Смазочные материалы стандарта FA-4 рекомендуются для применения в двигателях, работающих на топливе с содержанием серы до 15 ppm (0,0015% по массе). Рекомендовано для двигателей, оборудованных дизельными сажевыми фильтрами (DPF) и другими системами обработки выхлопных газов. Не совместимо со всеми предыдущими допусками, т.к. является допуском только для современных автомобилей ( год выпуска от 2017 и более). Применяется в соответствии с рекомендациями производителя автомобиля.
CJ-4 — действует с 1 октября 2006 года. Современный класс моторных масел для коммерческих дизелей, применяется в четырёхтактных двигателях, проектируемых для удовлетворения норм по токсичности отработавших газов 2007 года (EURO 5-6), а также рекомендованы для двигателей, оборудованных дизельными сажевыми фильтрами (DPF) и другими системами обработки выхлопных газов.
CI-4 PLUS — в 2004 году была введена дополнительная категория. Ужесточены требования к сажеобразованию, отложениям, вязкостным показателям.
CI-4 — действует с 2002 года. Масло данной спецификации обладает свойствами, которые отвечают многим современным требованиям. Применяется в четырёхтактных двигателей, проектируемых для удовлетворения нормам по токсичности отработавших газов EURO 1-5. Характеризуется повышенной устойчивостью к температурным колебаниям, защищает силовой агрегат от износа, кислотности и образованию нагара. Также применяется в двигателях, оборудованных системой рециркуляции отработанных газов (EGR), системой селективного каталитического восстановления (SCR), без сажевых фильтров DPF.
CH-4 — соответствует европейским и американским стандартам экологии, удовлетворяющих требования по токсичности выхлопных газов с 1998 года (напр. EURO 1-4). Обладает повышенными рабочими характеристиками. Применяются в двигателях, использующих топливо с содержанием серы меньше 0,5%. Можно использовать вместо CD, СЕ, CF-4 и CG-4 масел. Совместимо с системой рециркуляции отработанных газов (EGR).
CG-4 — соответствует требованиям экологии середины девяностых годов. Обладает улучшенными эксплуатационными характеристиками CF-4. Применяется в двигателях, работающих на топливе с предельным содержанием серы (0,5%). На данный момент является устаревшим, но повсеместно применяется для классификации.
CF-4 — применяется с 1990 года в 4-тактных дизелях, работающих с большими нагрузками. Содержат в своём составе набор присадок, обеспечивающих уменьшение расхода топлива, а также защищающих цилиндропоршневую группу от образования нагара. На данный момент является устаревшим, но повсеместно применяется для классификации.